¿Por qué no funciona correctamente este opamp?

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Estoy trabajando en una fuente de corriente ajustable. En un hilo hace un tiempo atrás, se discutieron varios circuitos:

fuente de corriente ajustable simple para la cadena de LED

... pero como me decidí por una opción, y no está funcionando correctamente, estoy empezando un nuevo hilo para enfocarme en mi enigma.

Aquí está el circuito:

Eldivisorderesistencia(resistenciade30Kypotenciómetro)proporcionaunvoltajedereferenciaen"conjunto" (el barrido de CC de v1 simplemente gira el eje del recipiente). El opamp debe servo 'gate' para que 'sense' sea igual a 'set', y así la corriente (en miliamperios) que se extrae a través de la carga 'Rload' es igual al voltaje de 'set' (en milivoltios). Tan simple como eso.

La fuente de alimentación de 12v que alimenta el circuito 'set' y el opamp es un 7812 apagado de la fuente de 24v. Y el mosfet es en realidad un FQP10N20C (un nfet de poder bastante vainilla).

He simulado con LTspice y se comporta como esperaba. Pero en el tablero, al aumentar 'set' de 0 a alrededor de 400 mV, las 'pistas' de los 'sets' son cada vez menos adecuadas. En un momento dado estoy viendo 257mV en 'set' pero solo 226mV en 'sentido'; por lo que solo fluyen 226mA a través de Rload y R1. 'Gate' está a 3.53V y 'down' está a 11.7V. Si uno solo examina el opamp en forma aislada, parece que la 'puerta' debería ser impulsada más alto (hasta que, presumiblemente, en algún punto, los flujos de corriente suficientes para que 'sentido' sea igual a 257mV).

El opamp está diseñado para ser utilizado con una fuente de alimentación de un solo extremo, y debería poder conducir fácilmente su salida por encima de 3.53 V (con una tensión de alimentación de 12 V). La compuerta del FET no debe estar hundiendo ninguna corriente (verificada con el medidor).

Estoy perplejo.

Hoja de datos del opamp (LT1006)

    
pregunta RustyShackleford

3 respuestas

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Evidentemente, el problema es que hay algún tipo de oscilación en la salida del opamp. Poner un condensador de 10 uF en el nodo de la "puerta" solucionó el problema, más o menos, pero poner una resistencia de 1 K entre la salida opamp y la puerta fet no ayuda mucho. Ahora no veo más que aproximadamente 7mv de discrepancia entre 'sentido' y 'ajuste', en todo el rango de ajuste de la corriente (ahora de 0 a 300ma) y un voltaje (requerido para conducir esa corriente a través de la carga) entre aproximadamente 3 y 23v .

    
respondido por el RustyShackleford
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Solo he visto esta pregunta justo ahora, y su respuesta es que el opamp estaba oscilando. Esa fue mi primera suposición del esquema y los síntomas.

Sin embargo, no me gusta la forma en que lo arreglaste. Simplemente cargar la salida opamp con mucha capacitancia puede funcionar ahora en este caso a esta temperatura, con esta fase de la luna. Es posible que no funcione con el mismo modelo opamp de un lote diferente o de un lote futuro.

Una solución mejor es poner un poco de resistencia en la ruta de retroalimentación, entre la parte superior de la resistencia de detección actual y la entrada opamp negativa. Luego, agregue un pequeño condensador de compensación directamente desde la salida opamp a la entrada negativa. La tapa proporciona retroalimentación negativa inmediata de CA para mantener el amplificador estable. La resistencia aumenta la impedancia de la señal para que la tapa pueda tener algún efecto sin tener que ser demasiado grande para otras consideraciones. Pruebe 1 kΩ y tal vez 100 pF. Puedes usar un capacitor más grande si el tiempo de respuesta no necesita ser rápido y quieres errar por el lado de una mayor estabilidad.

Añadido

No había mirado la hoja de datos del opamp antes, y solo respondí por un opamp ordinario. El LT1006 está optimizado para voltaje de compensación muy bajo y baja potencia. Eso significa que se hicieron compromisos en otras áreas. Uno de esos es aparentemente la estabilidad. La hoja de datos muestra el amplificador utilizado como seguidor de voltaje de ganancia unitaria, por lo que aparentemente es estable en ganancia de unidad.

Sin embargo, observe detenidamente los esquemas de aplicación típicos en la página 11. Observe cómo uno tiene 1 kΩ en serie con un condensador de compensación de 680 nF y el otro 2 kΩ con una compensación de 330 nF. Esto significa que mi suposición de 1 kΩ y 100 pF era demasiado pequeña. Intenta una combinación más parecida a la que usan. Como ya tienes una resistencia de la serie de 1 kΩ, prueba 1 µF directamente entre la salida opamp y la entrada negativa.

La otra cosa que debe hacer es mirar la señal a lo largo del tiempo, no su voltaje promedio. Póngale un alcance ya y vea lo que realmente está pasando.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Hace poco volví a este proyecto después de una pausa, y seguí teniendo problemas con la estabilidad del opamp. Sin embargo, he descubierto que hay una solución más simple al problema, el regulador lineal LT3080; esencialmente integra el op-amp y el transistor de potencia de mi circuito original, y parece ser muy estable en mis pruebas.

enlace

Mi nuevo circuito es esencialmente el que se muestra en la figura titulada "Controlador LED de bajo voltaje de desconexión" en la página 17 de la hoja de datos. Pero en lugar de colocar una resistencia fija del pin SET en GND, dirijo una tensión variable en el pin SET (también se puede usar una resistencia variable, pero una tensión funciona mejor para mi aplicación). La señal de voltaje simplemente necesita poder hundir el 10ua de la fuente de corriente interna.

Funciona como un encanto.

    
respondido por el RustyShackleford

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